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Argumentos en C: valor, punteros, recursión y técnicas

Uso de funciones
目次

1. Conceptos básicos de los argumentos en C

Qué son los argumentos

Los argumentos son los datos que se pasan a una función desde el exterior cuando se invoca. Al utilizar argumentos, la función puede recibir diversos valores como entrada y realizar el procesamiento basado en ellos. Dominar el uso de los argumentos en C es indispensable para mejorar la reutilización y flexibilidad del programa.

Argumentos reales y formales

Los valores que se proporcionan en el lado que llama a la función se denominan argumentos reales, y los valores que se reciben dentro de la definición de la función se denominan argumentos formales. Por ejemplo, en PrintScore(score); score es un argumento real, y el score en void PrintScore(int score) es un argumento formal. Para utilizar correctamente una función, es importante comprender la diferencia entre argumentos reales y formales.

2. Diferencia entre argumentos reales y parámetros formales

Argumento real

Un argumento real es el valor que se pasa realmente al llamar a una función. Por ejemplo, en PrintScore(100);, 100 es el argumento real. El argumento real se pasa a la función y se utiliza dentro de ella.

Parámetro formal

Un parámetro formal es el nombre temporal que se utiliza en la definición de una función para recibir datos. El parámetro formal hace referencia al valor del argumento real dentro de la función, pero no se puede modificar ese valor fuera de la función. Por ejemplo, en void PrintScore(int score), score es el parámetro formal.

3. Métodos de paso de argumentos

Paso por valor

Paso por valor es el método en el que el valor del argumento real se copia al parámetro formal. En este caso, aunque se modifique el valor del parámetro dentro de la función, no afecta al argumento real del llamador. Veamos el siguiente ejemplo。
void LevelUp(int lv) {
    lv++;
}

int main() {
    int level = 1;
    LevelUp(level);
    printf("Nivel: %dn", level); // Salida: Nivel: 1
}
En este ejemplo, dentro de la función LevelUp el lv aumenta, pero no afecta al level de la función main. La ventaja del paso por valor es que protege los datos del llamador, aunque hay que tener en cuenta que al pasar datos grandes aumenta el uso de memoria。

Paso por puntero

Paso por puntero pasa la dirección del argumento real al parámetro formal. Este método permite modificar directamente el valor del argumento real dentro de la función。
void LevelUp(int *plv) {
    (*plv)++;
}

int main() {
    int level = 1;
    LevelUp(&level);
    printf("Nivel: %dn", level); // Salida: Nivel: 2
}
En este ejemplo, dentro de la función LevelUp se modifica directamente el valor de level. La ventaja del paso por puntero es que la función puede cambiar y devolver varios valores, pero una manipulación inadecuada de punteros puede causar errores o fugas de memoria, por lo que se debe manejar con cuidado。

4. Combinación de la cantidad de argumentos y los valores de retorno

Con argumentos, sin valor de retorno

Ejemplo de una función que recibe argumentos pero no devuelve un resultado. Por ejemplo, void PrintScore(int score) recibe un argumento para mostrar la puntuación y no devuelve nada.

Sin argumentos, con valor de retorno

Ejemplo de una función que no recibe argumentos pero devuelve un resultado. Por ejemplo, int GetCurrentScore() calcula y devuelve la puntuación actual.

Con argumentos y con valor de retorno

Ejemplo de una función que recibe argumentos y también devuelve un resultado. int Add(int a, int b) recibe dos números y devuelve su suma. Este tipo de funciones es muy flexible y se utiliza en diversos contextos.

5. Llamadas recursivas y argumentos

Qué es una llamada recursiva

Una llamada recursiva es una técnica en la que una función se llama a sí misma. Es eficaz para dividir un problema en partes más pequeñas y resolverlo, pero si no se controla correctamente puede provocar un desbordamiento de pila.

Ejemplo de llamada recursiva

A continuación se muestra un ejemplo de llamada recursiva que utiliza argumentos para dividir un número por 2 repetidamente.
int funcA(int num) {
    if(num % 2 != 0) {
        return num;
    }
    return funcA(num / 2);
}

int main() {
    int result = funcA(20);
    printf("Resultado: %dn", result); // Salida: Resultado: 5
}
En este ejemplo, la función funcA se llama a sí misma y utiliza argumentos para realizar el procesamiento repetido. Las llamadas recursivas permiten describir de forma sencilla procesos que se repiten varias veces, pero es necesario tener cuidado porque si no se establece una condición de terminación adecuada se puede caer en un bucle infinito.

6. Macros de tipo función y argumentos

Qué son los macros de tipo función

Los macros de tipo función son macros con argumentos que se sustituyen por código en tiempo de compilación. Esto permite mejorar el rendimiento en tiempo de ejecución.

Ejemplo de macro de tipo función

A continuación se muestra un macro de tipo función para obtener el número de elementos de un arreglo.
#define ARRAY_SIZE(array) (sizeof(array) / sizeof(array[0]))

int main() {
    int arr[10];
    printf("Array size: %dn", ARRAY_SIZE(arr)); // Salida: Array size: 10
}
Los macros de tipo función no generan sobrecarga en tiempo de ejecución porque el código se sustituye antes de la compilación. Además, al no realizarse verificación de tipos, pueden trabajar con cualquier tipo de dato, pero si no se usan con cuidado pueden provocar comportamientos inesperados.

7. Funciones y argumentos en la biblioteca estándar del lenguaje C

Uso de funciones de la biblioteca estándar

El lenguaje C ofrece muchas funciones como biblioteca estándar, y estas funciones utilizan argumentos para realizar diversas operaciones. Por ejemplo, la función printf recibe argumentos de longitud variable y muestra datos según el formato especificado.

Ejemplo de funciones de la biblioteca estándar

A continuación se muestra un ejemplo que usa la función printf.
printf("Name: %s, Age: %dn", "Alice", 30); // Salida: Name: Alice, Age: 30
En este ejemplo, la función printf utiliza argumentos para mostrar cadenas y valores numéricos. Al aprovechar las funciones de la biblioteca estándar, se mejora la legibilidad y la eficiencia del código.

8. Resumen

Uso de argumentos variádicos

C tiene argumentos de longitud variable que permiten cambiar de forma flexible la cantidad de argumentos que se pasan a una función. Se especifican en la definición de la función usando el símbolo de elipsis (...). Al usar argumentos de longitud variable, se pueden crear funciones incluso cuando el número de argumentos no está determinado. La función printf es un ejemplo representativo, ya que recibe una cantidad diferente de argumentos según la cadena de formato.

Ejemplo de argumentos de longitud variable

A continuación se muestra un ejemplo de una función que usa argumentos de longitud variable para recibir varios enteros y calcular su suma.
#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>

int sum(int count, ...) {
    va_list args;
    va_start(args, count);
    int total = 0;

    for (int i = 0; i < count; i++) {
        total += va_arg(args, int);
    }

    va_end(args);
    return total;
}

int main() {
    printf("Sum: %dn", sum(4, 1, 2, 3, 4)); // Output: Sum: 10
}
En este ejemplo, la función sum recibe varios enteros y devuelve su suma. Se pueden manejar argumentos de longitud variable usando macros como va_list, va_start, va_arg y va_end.

Consideraciones

Al usar argumentos de longitud variable, es necesario prestar atención al tipo y número de los argumentos pasados. Si la cantidad o los tipos de los argumentos no coinciden entre la llamada y la definición de la función, pueden producirse comportamientos inesperados o incluso fallos del programa.

Casos de uso prácticos y aprovechamiento de los argumentos

Uso efectivo de los argumentos

Al utilizar los argumentos de manera eficaz, se mejora la legibilidad y la reutilización del código. Por ejemplo, cuando varias funciones procesan los mismos datos, es preferible pasar esos datos como argumentos en lugar de manejarlos como variables globales. Esto aumenta la independencia de las funciones y minimiza el impacto en el resto del código.

Eficiencia de memoria y rendimiento

Cuando se pasan datos grandes como argumentos, se puede ahorrar memoria usando paso por puntero. Por ejemplo, al pasar un gran arreglo o una estructura a una función, pasar por valor copia todo el dato, mientras que pasar por puntero solo transmite la dirección, reduciendo el uso de memoria.

Mejores prácticas de codificación

Al crear una función, es importante diseñar cuidadosamente la cantidad y los tipos de los argumentos necesarios. Pasar argumentos innecesarios complica el uso de la función y puede generar errores. Por el contrario, pasar explícitamente todos los datos que la función necesita como argumentos mejora la claridad y el mantenimiento del código.

9. Técnicas avanzadas relacionadas con los argumentos

Funciones de devolución de llamada

Las funciones de devolución de llamada son un método que consiste en pasar una función como argumento a otra función y llamarla dentro de esa función. Esto permite implementar procesos flexibles y se usa frecuentemente, especialmente en programas basados en eventos y en procesamiento asíncrono.
#include <stdio.h>

void executeCallback(void (*callback)(int)) {
    callback(10);
}

void printValue(int val) {
    printf("Valor: %dn", val);
}

int main() {
    executeCallback(printValue); // salida: Valor: 10
}
En este ejemplo, la función printValue se pasa como devolución de llamada y se ejecuta dentro de la función executeCallback.

Punteros a funciones

Los punteros a funciones permiten tratar a una función como si fuera una variable. De este modo, se pueden pasar funciones como argumentos y llamar a diferentes funciones en tiempo de ejecución. Es muy útil para escribir código flexible y dinámico.
#include <stdio.h>

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int main() {
    int (*operation)(int, int) = add;
    printf("Resultado: %dn", operation(2, 3)); // salida: Resultado: 5
}
En este ejemplo, la función add se asigna al puntero a función operation y se llama a la función como si fuera una variable.

10. Argumentos de funciones y gestión de memoria

Memoria dinámica y argumentos

En C, es posible asignar memoria de forma dinámica usando las funciones malloc y free. Al pasar como argumento de una función un puntero a memoria asignada dinámicamente, es necesario prestar atención a la gestión de la memoria.
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

void allocateMemory(int **ptr, int size) {
    *ptr = (int *)malloc(size * sizeof(int));
}

int main() {
    int *arr;
    allocateMemory(&arr, 5);
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        arr[i] = i + 1;
    }
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", arr[i]); // Salida: 1 2 3 4 5
    }
    free(arr); // Liberación de memoria
}
En este ejemplo, la función allocateMemory asigna memoria de forma dinámica y pasa su puntero como argumento. Si la gestión de la memoria no se realiza correctamente, puede producirse una fuga de memoria, por lo que es necesario tener cuidado.
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